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总量将达1.5万余颗!国产“星链”升空组网,意味着什么?

来源:科普中国  发布时间:2024-08-12  浏览:1344

8月6日14时42分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭,成功将千帆极轨01组18颗卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,此次发射任务获得圆满成功。

据了解,此次成功发射的千帆极轨01组卫星,是素有国产“星链”之称的“千帆星座”计划首批组网卫星。此次发射任务的圆满成功,标志着我国向全球卫星互联网领域迈出了重要一步。

据了解,“千帆星座”整体将部署1.5万余颗卫星,建成卫星互联网系统。它将给相关产业及我们的生活带来什么影响?

千帆星座首批18颗商业卫星发射现场。图片来源:上海航天技术研究院

中国版“星链”开始构建

相对于马斯克SpaceX的星链项目(StarLink)而言,“千帆星座”被业内称为中国版“星链”,别名G60星链计划,是我国正在建设的低轨卫星互联网星座计划之一,由上海垣信卫星科技有限公司作为运营方主导规划、建设、运营等业务。“千帆星座”的最终目标是为全球用户提供低延时、高速率及高可靠性的卫星宽带互联网服务。

“千帆星座”空间段远景规划将部署1.5万余颗卫星。按照规划,今年将完成至少108颗卫星发射并组网运营;到2025年,“千帆星座”将完成一期648颗卫星的部署,初步构建全球覆盖的卫星互联网系统;至2030年底,将打造超过1万颗的低轨宽频多媒体卫星组网。

为了满足发射需要,“千帆星座”专门配套了卫星制造工厂——G60卫星数字工厂。去年末,该工厂实现投产,首星下线。这座位于上海松江区的工厂,目前一年内交付卫星的能力已可以超过50颗。

其中,中国科学院微小卫星创新研究院作为“千帆星座”承研方之一,主要负责卫星系统的研制工作,包括平台产品、有效载荷的研制以及整星的总装、集成、测试等工作。

此次成功发射的千帆极轨01组卫星还首次实现了我国平板式卫星批量化研制以及一箭18星的堆叠发射,而这首批18颗商业组网卫星也是“千帆星座”第一代卫星中的第一批次。

国内商业卫星发射将迎爆发时刻

“近年美国太空探索技术公司的‘星链’作为互联网通信行业‘搅局者’取得的成就有目共睹,随着‘千帆星座’的发射组网,我国在这一领域开始发力。”中国宇航学会高级会员、南京航空航天大学教授康国华在接受采访时称,“千帆星座”和美国的“星链”在技术上均采用了先进的卫星通信技术和多层、多轨道星座设计。其中“千帆星座”可能更加注重卫星的多媒体功能和宽带通信能力,以满足不同用户的需求。

他表示,在市场成熟度上,“星链”已经在美国市场取得成功,并在全球扩展,“千帆星座”目前主要致力于为国内用户提供高质量的通信服务,“但随着该计划的推进和技术的成熟,‘千帆星座’向国际市场拓展也将是必然。”

这批次卫星的成功发射,也让国内20多家民营火箭公司的CEO们倍感欣慰。在他们看来,首批卫星的发射,不仅标志着中国版星链正式开建,也意味着国内商业航天万亿级大市场已走到了爆发时刻——卫星互联网大规模组网发射后,上游卫星、商业火箭制造以及相关设备、零部件企业才算真正拥有了大用户方,商业航天产业链才能得以全程打通。

事实上,低轨、大规模卫星互联网星座也是当前商业卫星行业的发展趋势。通过发射一定数量的卫星,形成卫星规模组网、辐射全球,即卫星互联网,能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务,是国际化信息传输通道的承载体。

为什么选择低轨卫星?

什么是低轨卫星?中国航天科工空间工程总体部超低轨通遥一体星座总设计师张楠解释,人造卫星按照轨道高度可分为低轨、中轨、高轨三类。低轨通常是指距离地面500-2000公里的轨道高度,遥感卫星一般在距离地面500-600公里的高度运行,我国正在建设的低轨宽带通信卫星一般在距离地面1000公里的轨道高度运行。中国空间站则位于距离地面400公里左右的轨道。美国“星链”互联网卫星星座的主要运行高度在550公里左右。

通常而言,低轨卫星也被认为具有多种优势。比如在通信领域,低轨卫星具有距离近、传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造发射成本低等优势,可满足偏远地区以及空中、海上通信盲区等地面网络难以覆盖区域的联网需求, 弥补数字鸿沟。

而且,低轨卫星对接收终端的处理能力要求更低,移动终端也会更加灵活轻便,落地信号强度更高,可改善遮挡遮蔽条件下的定位效果,提升可用性、抗干扰和反欺骗能力,这对于时间敏感性要求高的应用具有重要意义。

未来6G通信的实现也和基于低轨卫星的卫星互联网密切相关。实现6G,不是简简单单手机右上角数字的变化,而是需要实现从传统地面接入向空天地海全方位多维度接入的转变,网络架构需要支持天基、空基、地基多种接入方式,固定、移动、卫星多种连接类型。未来的手机直连等卫星应用,可以使手机能够绕过传统的信号转发设备,直接与卫星进行信号的发送和接收,从而提供更广阔的覆盖范围和更高的通信可靠性。

基于这些优势,很多国家都在积极布局低轨卫星星座,低轨卫星通信也成为全球热点的新兴产业。截至2024年7月,全球在轨卫星超过1万颗,其中中低轨卫星超过85%。

各国争相构建卫星互联网

放眼全球,越来越多的商业公司在推出各自的低轨星座计划,其中就包括了美国太空探索技术公司的“星链”、美国互联网技术公司亚马逊的“柯伊伯计划”、美国铱星卫星通信公司的“铱星二代”和英国的OneWeb。这当中,美国太空探索技术公司的“星链”发射卫星总量已超过6000颗,亚马逊的“柯伊伯计划”、英国OneWeb等公司也都规划了千颗级别的发射量。

我国也先后公布了“鸿雁星座”“虹云工程”“星网工程”等低轨卫星互联网星座计划。公开报道显示,目前国内规划的“万星星座”计划共有三个,分别是“千帆星座”、GW星座和Honghu-3(鸿鹄-3)星座。

值得一提的是,卫星绕地球运行需要申请轨道和频段资源。国际电信联盟(ITU)提出的原则就是“先登先占、先占永得”,因此,轨道和频段也被认为是一种有限且不可再生的战略资源。特别是在低轨空间,能容纳的卫星数量有限,因此先发国家就会具有显著优势,这也是相关国家在该领域竞争激烈的主要原因之一。

到目前,我国已加速出台了一系列政策支持卫星互联网建设。2020 年,我国首次把卫星互联网纳入“新基建”范畴,并向国际电信联盟(ITU)提交了布局卫星总量1.3万颗的低轨道星座与频谱申请。时至今日,我国申请卫星数量总数已接近4万颗。

来源:环球时报、界面新闻、科创板日报